淺析M103/M106幾何參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)原理及方法

高 霞

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所 天津300110)

0 引 言

半導(dǎo)體和光電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展要求單晶硅片向大直徑和小厚度方向發(fā)展，對(duì)硅片的全局平面度和微觀表面質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。切片是把單晶硅由硅棒變成硅片的一個(gè)重要工序，切片質(zhì)量的好壞直接影響著后續(xù)工序的工作量和成本，而幾何參數(shù)也是衡量切片質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)。

1 M103/M106晶片幾何參數(shù)測(cè)試儀器的測(cè)試原理

M103/M106是一種晶片幾何參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。它能夠測(cè)試 2,in到 200,mm 晶片的厚度、全厚度誤差(TTV)、彎曲度以及翹曲度。該儀器在測(cè)試過(guò)程中能夠提供實(shí)時(shí)晶片幾何參數(shù)。

M103/M106可以向用戶提供快捷、精確和可靠的測(cè)試。它通過(guò)在一套無(wú)接觸電容探頭移動(dòng)晶片來(lái)獲得測(cè)試結(jié)果，其測(cè)試出來(lái)的晶片厚度、全厚度誤差、彎曲度以及翹曲度數(shù)據(jù)被直觀地顯示在屏幕上并可保存到硬盤(pán)。該儀器為使用戶達(dá)到最高的測(cè)試效率而配置了快速操作平臺(tái)，允許快速放置和移除被測(cè)晶片。

M103/M106通過(guò)無(wú)接觸電容探頭系統(tǒng)(探頭檢測(cè)電容的變化)，輔以軟件支持的 32位微處理器，進(jìn)行信號(hào)處理來(lái)完成探測(cè)。利用軟件分析測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算被測(cè)晶片的幾何參數(shù)，它還有內(nèi)部自診斷和內(nèi)置數(shù)據(jù)通信的功能。操作軟件可以利用儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)，制作分布圖和柱形圖。M103/M106的用戶界面是非常友好和直觀的。在操作窗口中，用戶可以快捷地控制和改變操作設(shè)置包括警示和分類。

M103/M106以合理的價(jià)格，配備了先進(jìn)的電容探頭、電腦硬件和軟件，向用戶提供了微米級(jí)精確度和高重復(fù)性的測(cè)試解決方案。

2 M103/M106測(cè)試功能與應(yīng)用

2.1 測(cè)試功能

厚度(THK)、全厚度誤差(TTV)、翹曲度(WARP)、彎曲度(BOW)。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

微米級(jí)精確度和高重復(fù)性。

2.3 快捷和可靠的操作

友好的人機(jī)界面。

2.4 特點(diǎn)

適用于2,in到200,mm的晶片；針對(duì)不同材料的測(cè)試；無(wú)接觸測(cè)試；有效的分類；實(shí)時(shí)報(bào)告；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；柱狀圖、分布圖。

2.5 應(yīng)用

①切片，包括切片機(jī)設(shè)置：厚度，全厚度誤差。②退化監(jiān)控，包括導(dǎo)線槽，刀片。

③磨/腐蝕/拋光，包括加工監(jiān)控：厚度，全厚度誤差。

④材料去除包括最終檢測(cè)：抽測(cè)，最終厚度。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)的介紹

THK：被測(cè)物體的測(cè)試厚度數(shù)值。

TTV：被測(cè)物體的全厚度誤差均值。

WARP：被測(cè)物體的翹曲度數(shù)值。

BOW：被測(cè)物體的彎曲度數(shù)值。

M103/M106晶片幾何參數(shù)測(cè)試儀器快捷操作步驟見(jiàn)圖1。

4 M103/M106晶片幾何參數(shù)測(cè)試儀器的測(cè)試注意事項(xiàng)

①測(cè)試環(huán)境溫度要求：20～30,℃。

②測(cè)試環(huán)境濕度要求：40%～95%。

③晶片尺寸：50.8～200,mm。

④晶片厚度范圍：100～1,000,μm。

圖1 M103/M106晶片幾何參數(shù)測(cè)試儀器快捷操作步驟Fig.1 Fast operation steps for test instrument for geometric parameters of M103/M106 chips

5 結(jié) 論

無(wú)接觸式幾何參數(shù)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是快速且穩(wěn)定，數(shù)據(jù)處理比較方便。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和分檔的硅片越來(lái)越多，無(wú)接觸式測(cè)量也將廣泛應(yīng)用于科研和生產(chǎn)單位。

[1]上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院.國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則：JJF1071—2010[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[2]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局計(jì)量司. 通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義：JJF1001—1998[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[3]戚紅英. proforma 300晶片厚度測(cè)試儀器原理及方法簡(jiǎn)介[C]. 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所學(xué)術(shù)論文交流會(huì)議論文集，2016：774-778.